JPH08118116A - 間欠割だし装置及び工作機械の刃物割だし盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力軸や出力軸に過大な荷重が加わっても、
テーパリブとカムフォロワーとの係合部部分や出力軸の
メインベアリング部に損傷を及ぼすことを可及的に防止
できる剛性，耐久性の高い間欠割だし装置、並びにこの
間欠割だし装置を備えてなる工作機械の刃物割りだし盤
を提供する。 【構成】 工作機械の基台上を水平方向に移動自在なハ
ウジング２２には入力軸２４と出力軸２６とが軸支され
ている。入力軸にはグロボイダルカム３６が、出力軸に
はターレット４２が一体的に取付けられ、さらにターレ
ットにはグロボイダルカムのテーパリブ３８に係合する
複数のカムフォロワー４０が放射状に固設されている。
出力軸の軸端には周縁部に複数の刃物を保持した回転盤
が設けられ、加工時には所定の刃物がワーク加工位置に
位置決め固定される。ハウジングには出力軸２４の外周
部に側方から適宜係合して当該出力軸を強固に拘束して
保持することが可能なクランプ装置４５が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ターレット旋盤等その
他の工作機械における刃物割だし盤、並びにこの刃物割
だし盤に組み込んで用いるのに適した間欠割だし装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばターレット旋盤等のように
予め加工に必要な多数の刃物を割だし盤に取付けてお
き、加工に際しては前記刃物割だし盤を適宜回転するこ
とによって、加工に必要な刃物をワーク加工位置に位置
決めして所要の加工を行なうようにしたものは公知であ
り、この様な刃物割だし盤において、回転盤の周縁部に
取付けた種々の刃物をワーク加工位置に位置決めする間
欠割だし機構にグロボイダルカムを用いたものがある。

【０００３】一般に、このグロボイダルカムを用いた間
欠割だし機構は、出力軸に一体的に取付けたターレット
の外周側に放射状に適宜間隔をあけて複数のカムフォロ
ワーを固定し、このカムフォロワーを入力軸に一体的に
取付けたグロボイダルカムのテーパリブに係合させてい
る。この際、隣接する２つのカムフォロワーは上記テー
パリブの左右両側面を挾持するようになっていて、グロ
ボイダルカムとカムフォロワーとはそれらの間にバック
ラッシュがない確動カムとして構成されている。

【０００４】グロボイダルカムのテーパリブは、入力軸
の回転角度に応じた軸方向への変位が与えられた割出し
（インデックス）区間と、入力軸の回転に対する軸方向
の変位が与えられていない滞留（ドゥエル）区間とを有
して所望のカムプロフィール形状に形成されている。そ
して、カムフォロワーが割だし区間に係合している時は
入力軸の回転に応じて出力軸が所定角度回転されて刃物
の位置決め等がなされ、滞留区間に係合している時は入
力軸の回転にかかわらず出力軸は回転されずに所望の刃
物が所定の位置に位置決めされた状態に保持されるよう
になっている。つまり、滞留区間にカムフォロワーが係
合している状態であれば、出力軸を所定の位置に強固に
位置決め固定することができる。

【０００５】また、入力軸は回転制御モータで駆動され
るようになっていて、加工時にはテーパリブとカムフォ
ロワーとが滞留区間で係合されている状態で上記回転制
御モータが停止されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにグロボイダルカムのテーパリブに滞留区間を形成
し、その滞留区間にカムフォロワーを係合させた状態で
所望の刃物をワーク加工位置に強固に保持させるように
した刃物割だし盤であると、その滞留区間にカムフォロ
ワーが係合しているときに、出力軸になんらかの原因に
よって衝撃力等の過大な負荷が加わると、その過大な負
荷は出力軸のメインベアリング部位やテーパリブとカム
フォロワーとの係合部に過大な荷重として作用して、そ
れらの部材を破損させたり、圧痕や曲げなどの永久歪み
等の損傷を生じさせてしまう虞があり、このような永久
歪みを生じさせてしまうと刃物割だし盤の精度の低下を
惹き起こしてしまうという問題があった。

【０００７】本発明はこの様な事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、出力軸に過大な負荷が加わって
も、テーパリブとカムフォロワーとの係合部やメインベ
アリング部に損傷が生じることがない、剛性及び耐久性
の高い間欠割だし装置、並びに当該間欠割だし装置を用
いた工作機械の刃物割だし盤を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係わる間欠割だし装置では、ハウジングに回
転自在に軸支された入力軸と、該入力軸に一体的に取付
けられたグロボイダルカムと、該グロボイダルカムのテ
ーパリブに係合されるカムフォロワーと、該カムフォロ
ワーが所定の間隔をあけて放射状に複数設けられたター
レットと、該ターレットが一体的に取付けられて前記ハ
ウジングに回転自在に軸支された出力軸と、該ハウジン
グに取り付けられて該出力軸の停留時に該出力軸の外周
部を側方から拘束するクランプ装置と、を備えたことを
特徴とする。

【０００９】また、上記目的を達成するために本発明に
係わる工作機械の刃物割りだし盤では、工作機械の基台
上に前後及び左右方向に水平移動自在に設けられたハウ
ジングと、該ハウジングに回転自在に軸支された入力軸
と、該入力軸に一体的に取付けられたグロボイダルカム
と、該グロボイダルカムのテーパリブに係合されるカム
フォロワーと、該カムフォロワーが所定の間隔をあけて
放射状に複数設けられたターレットと、該ターレットが
一体的に取付けられて前記ハウジングに回転自在に軸支
された出力軸と、該ハウジングに取り付けられて該出力
軸の停留時に該出力軸の外周部を側方から拘束するクラ
ンプ装置と、該出力軸の軸端に取付けられた回転盤と、
該回転盤の周縁部に保持された複数の刃物と、を備えた
ことを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成に係わる本発明の間欠割だし装置、並
びにこの間欠割だし装置を備えた工作機械の刃物割だし
盤によれば、カムフォロワーがテーパリブの滞留区間に
係合している区間では、クランプ装置が出力軸の外周部
を側方から拘束して剛性高く強固に保持するので、この
保持中に何らかの原因によって、例えば刃物に衝撃的な
負荷が加わる等して、出力軸に通常時よりも過大な軸廻
りのモーメント力や、曲げ力あるいは剪断力等が加わっ
ても、これらの軸廻りのモーメント力や曲げ力及び剪断
力は、クランプ装置で受けられてハウジング側に分散さ
れて伝達される。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の好適な一実施例を図面に基
づき詳述する。

【００１２】図１及び図２において、２は工作機械１の
基台であり、この基台２にはワーク取付け用チャック４
とセンター６、及び刃物割だし盤８とが取付けられてい
る。

【００１３】刃物割だし盤８は基台２に対して前後及び
左右方向に水平移動自在に設けられていて、２つの移動
テーブル１０，１２を有している。一方の移動テーブル
１０は上記基台２上に上記チャック４とセンター６との
軸方向に沿って前後方向に摺動自在に設けられていて、
基台２側に支持されて設けられた周知の送りネジ機構１
４で駆動制御されるようになっている。また、送りネジ
機構１４には移動制御モータ１６が取付けられている。

【００１４】他方の移動テーブル１２は上記一方の移動
テーブル１０上に設けられていて、この一方の移動テー
ブル１０の移動方向と直交する左右方向に移動可能で、
同じく移動制御モータ１８を有する送りネジ機構２０で
駆動制御されるようになっている。

【００１５】他方の移動テーブル１２上には刃物割だし
盤８の主要部をなす間欠割だし装置２１のハウジング２
２が固定されていて、このハウジング２２には入力軸２
４と出力軸２６とが相互に直角に交叉されて回転自在に
軸支されている。入力軸２４には回転制御モータ２８が
接続されており、このモータ２８はハウジング２２の外
側に固定されている。一方、出力軸２６には回転盤３０
が取付けられ、この回転盤３０の周縁部には種々の刃物
３２が、所定の間隔をあけて放射状にホルダー３４を介
して着脱自在に取付けられている。

【００１６】図３〜図６は上記間欠割だし装置２１を示
す。同図に示すように間欠割だし装置２１のハウジング
２２内には、入力軸２４に一体的に取り付けられてグロ
ボイダルカム３６が設けられており、このグロボイダル
カム３６のテーパリブ３８にはカムフォロワー４０が係
合されている。このカムフォロワー４０は出力軸２６に
一体的に取付けられたターレット４２の外周面に所定の
間隔を開けて放射状に複数個設けられており、隣接する
２つのカムフォロワー４０，４０で上記テーパリブ３８
の両側面を挾持するようになっている。

【００１７】テーパリブ３８は、割だし（インデック
ス）区間と滞留（ドゥエル）区間とを有して螺旋状に形
成されている。滞留区間ではテーパリブ３８にはその入
力軸２４の回転角度に応じた軸方向への変位が与えられ
ておらず、このためカムフォロワー４０がこの滞留区間
でテーパリブ３８に係合しているときは、入力軸２４が
回転しても出力軸２６は回転せずに滞留するようになっ
ている。つまりこの滞留区間では間欠割だし装置２１の
出力軸２６に回転盤３０を介して取付けられた刃物３２
は同じ位置に位置決めされた状態に保持されて停滞され
るようになっている。

【００１８】また、割だし区間ではテーパリブ３８には
入力軸２４の回転角度に応じた入力軸２４の軸方向への
変位が与えられていて、この割だし区間にカムフォロワ
ー４０が係合しているときは入力軸２４の回転角度に応
じて出力軸２６が所定角度回転されるようになってい
る。つまり入力軸２４の回転数に応じて、回転盤３０に
取付けてある所望の刃物３２が新たにワーク加工位置に
位置決め固定される。

【００１９】ところで、間欠割だし装置２１は、出力軸
２４の外周部に側方から適宜係合して当該出力軸２４を
強固に拘束して保持することが可能なクランプ装置４５
を備えている。このクランプ装置４５は、間欠割だし装
置２１のハウジング２２に取り付けられて出力軸２４の
外周部を拘束するクランプ手段４７と、このクランプ手
段４７を作動させるクランプ作動手段４９とからなる。

【００２０】ここで、図示する本実施例では、クランプ
装置４５は油圧作動式になっている。即ち、クランプ手
段４７は出力軸２６の外周側を所定の間隔を開けて環状
に囲繞する支持枠５１と、この支持枠５１の内周部に沿
って取り付けられて円環状の油圧室５３を画成するクラ
ンプ部材５５とからなる。上記支持枠５１は出力軸２６
を回転自在に軸支するメインベアリング２７に並設され
てハウジング２２の外側にボルトで締結固定されてい
る。

【００２１】クランプ部材５５は円環状の外周部側が開
放された断面ほぼコ字状を呈し、そのコ字状の両側面５
５ａの端縁に形成されたフランジ部が支持枠５１の内周
面に密閉性をもって接合されて、油圧室５３を画成して
いる。また、クランプ部材５５の内周面５５ｂの径方向
内方への膨出を容易とするために、その両側面５５ａに
は可撓性を付与するための襞５５ｃが形成されている。
なお、クランプ部材５５は鉄などの金属製の薄板で形成
することが好ましいが、樹脂を採用することも可能であ
る。

【００２２】つまり、クランプ手段４７は油圧室５３内
に高圧力が作用されるとクランプ部材５５の内周面５５
ｂが径方向内方に向けて膨出して、出力軸２６の外周面
を外周囲から押圧して拘束するようになっていて、油圧
室５３内に高圧力が作用されていないときにはクランプ
部材５５の内周面５５ｂと出力軸２６の外周面との間に
は微少な数１０μｍ程度のクリアランスがあくように設
定されている。

【００２３】また、支持枠５１にはその外周面と内周面
とを結んで油圧室５３内に作動油を給排するための油孔
５１ａが貫通形成されている。

【００２４】クランプ作動手段４９は上記油圧室５３内
に作動油を給排する油給排手段５７として構成されてい
る。この油給排手段５７は、上記油孔５１ａに一端が接
続された油給排管５９を有する。この油給排管の他端に
は三方ソレノイドバルブ６１が設けられていて、この三
方ソレノイドバルブ６１を介して油給排管５９は供給管
６３と排出管６５とに適宜切り替え接続されるようにな
っている。供給管６３側には油圧ポンプ６７が設けられ
ていて、この油圧ポンプ６７は作動油貯蔵タンク６９内
の作動油を油圧室５３に向けて吐出し、その吐出圧力は
圧力調整装置７１によって所望値に調整可能になってい
る。また、排出管６５は上記タンク６９内に作動油を戻
すようになっている。

【００２５】上記油圧ポンプ６７並びに三方ソレノイド
バルブ６１は入力軸２４の回転信号に基づいてその作動
が制御されるようになっている。即ち、図６に示すよう
に、油圧ポンプ６７は出力軸２４の回転が止まる滞留区
間Ａに相当する入力軸２４の回転角度域内で駆動され、
出力軸２６が回転している割だし区間Ｂに相当する入力
軸２４の回転角度域ではその駆動が停止される。また、
油圧ポンプ６７の駆動に同期して三方ソレノイドバルブ
６１も作動され、油圧ポンプ駆動中は油給排管５９を供
給管６３側に連通させ、駆動停止中は排出管６５側に連
通させる。なお、入力軸２４の回転信号はタイミングカ
ムやリミットスイッチ等の適宜な手段を用いて取り出せ
る。

【００２６】従って、上記のような間欠割だし装置２１
を備えてなる工作機械の刃物割だし盤８では、カムフォ
ロワー４０がテーパリブ３８の割だし区間に係合してい
ると、入力軸２４の回転によって出力軸２６は所定角度
回転駆動される。そして、そのカムフォロワー４０とテ
ーパリブ３８との係合が滞留区間に移行すると、入力軸
２４の回転にかかわらず出力軸２６の回転は止まり、所
定の刃物３２がワーク加工位置に位置決めされた状態に
保持される。なお、この位置での保持時間を長く取りた
いときは、カムフォロワー４０がテーパリブ３８の滞留
区間に係合している状態で入力軸２４の回転を停止させ
るようにすればよい。また、入力軸２４の回転数を制御
することで所望の刃物３２をワーク加工位置に位置決め
固定し得る。

【００２７】ところで、この滞留区間Ｂでは油圧ポンプ
６７が駆動されると共に、三方ソレノイドバルブ６１が
油給排管５９を供給管６３側に連通させ、油圧室５３内
には圧力調整手段７１で所定の圧力に調圧された高油圧
が作用される。このため、クランプ部材５５は内周面５
５ｂが径方向内方に膨出して、出力軸２６の外周側を押
圧して拘束し、これを剛性高く強固に保持する。

【００２８】従って、この保持中に何らかの原因によっ
て、例えば刃物に衝撃的な負荷が加わる等して、出力軸
２６に通常時よりも過大な軸廻りのモーメント力や、曲
げ力あるいは剪断力等が加わっても、これらの軸廻りの
モーメント力や曲げ力及び剪断力は、クランプ手段４７
で受けられてハウジング２２側に分散されて伝達される
ことになり、メインベアリング２７部や、カムフォロワ
ー４０とテーパリブ３８との係合部等に、その過大な軸
廻りのモーメント力や曲げ力及び剪断力が直接作用する
ことが防止される。

【００２９】これ故、それらの部材が破損したり、永久
歪みが残るような損傷が及ぶことを可及的に防止できる
ようになる。この結果、この間欠割だし装置２１を備え
てなる刃物割だし盤８の剛性及び耐久性を可及的に向上
できる。

【００３０】図８〜図１１は間欠割だし装置の別の実施
例を示している。

【００３１】この間欠割だし装置２１Ａが前述のものと
相違する点は、クランプ装置４５の作動油給排手段５７
Ａの構成部分にあり、他の部分は前述のものと同一構成
になっているので同一部材には同一の符号を付してその
説明は省略する。

【００３２】図示するように、この作動油給排手段５７
Ａはハウジング２２から露出する入力軸２６部分に取り
付けられたカム板７３によって駆動される油圧シリンダ
７５でなる。シリンダボディ７７はハウジング２２に固
定され、ピストン７９の下端に取り付けられたローラフ
ォロワー８１がカム板７３の周側面に当接係合されてい
る。

【００３３】カム板７３は図１２に示すように、出力軸
２６の滞留区間Ａに同期してこの滞留区間Ａ中にピスト
ン７９を押し上げて作動油を圧縮する。即ち、油圧シリ
ンダ７５は出力軸２６の滞留区間Ａの始期から圧縮を開
始され、最大圧縮点に達すると所定区間この状態を維持
された後に膨張され始め、滞留区間Ａの終期に最大膨張
点に復帰するようになっている。

【００３４】油給排管５９はこの油圧シリンダ７５の作
動室８３に連通接続され、またこの作動室８３にはこれ
に連通して最大圧力を所定値に規制する圧力調整手段８
５も設けられている。

【００３５】尚、本発明にあってはクランプ部材は前述
したものに限定されるものではなく、例えば油圧シリン
ダを採用してこれらを支持枠の周方向に沿って適宜数配
設するようにしても良い。

【００３６】

【発明の効果】以上実施例で詳細に説明したように、本
発明に係わる間欠割だし装置、並びにこの間欠割だし装
置を備えた工作機械の刃物割だし盤によれば、カムフォ
ロワーがテーパリブの滞留区間に係合している区間で
は、クランプ装置が出力軸の外周部を側方から拘束して
剛性高く強固に保持するので、この保持中に何らかの原
因によって、例えば刃物に衝撃的な負荷が加わる等し
て、出力軸に通常時よりも過大な軸廻りのモーメント力
や、曲げ力あるいは剪断力等が加わっても、これらの軸
廻りのモーメント力や曲げ力及び剪断力を、クランプ装
置で受けてハウジング側に分散して伝達することがで
き、出力軸のメインベアリング部や、カムフォロワーと
テーパリブとの係合部等に、その過大な軸廻りのモーメ
ント力や曲げ力及び剪断力が直接作用することを防止で
きる。このため、それらの部材が破損したり、もしくは
永久歪みが残るような損傷が及ぶことを防ぐことがで
き、当該装置の剛性及び耐久性を可及的に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る工作機械の刃物割だし盤の一実施
例の側面図である。

【図２】図１における右側面図である。

【図３】図１の刃物割だし盤に組み込まれる間欠割だし
装置の概略構成を示す図である。

【図４】図３中に示すＩＶ−ＩＶ線部に相当する矢視断
面図である。

【図５】図４中のＶ−Ｖ線部に相当する矢視断面図であ
る。

【図６】図５の要部拡大図であり、同図（Ａ）はアンク
ランプ時の状態を示し、同図（Ｂ）はクランプ時の状態
を示す。

【図７】入力軸の回転角度に対する出力軸の回転角と油
圧ポンプの作動状態及び三方ソレノイドバルブの切替え
状態との関係を示すタイミングチャート図である。

【図８】間欠割だし装置の別の実施例を示す図である。

【図９】図８の左側面図で、同図（Ａ）は出力軸のクラ
ンプ状態を示し、同図（Ｂ）はアンクランプ状態を示
す。

【図１０】図９（Ｂ）中の油圧シリンダ部分の拡大図で
ある。

【図１１】図８中の油圧シリンダ部分の拡大図である。

【図１２】入力軸の回転角に対する出力軸の回転と油圧
シリンダの作動状態との関係を示すタイミングチャート
である。

【符号の説明】

８ 刃物割だし盤 ２１ 間欠割だし装置 ２２ ハウジング ２４ 入力軸 ２６ 出力軸 ３０ 回転盤 ３２ 刃物 ３６ グロボイダルカム ３８ テーパリブ ４０ カムフォロワー ４２ ターレット ４５ クランプ装置 ４７ クランプ手段 ４９ クランプ作動手段 ５７，５７Ａ 作動油給排手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに回転自在に軸支された入力
   軸と、 該入力軸に一体的に取付けられたグロボイダルカムと、 該グロボイダルカムのテーパリブに係合されるカムフォ
   ロワーと、 該カムフォロワーが所定の間隔をあけて放射状に複数設
   けられたターレットと、 該ターレットが一体的に取付けられて前記ハウジングに
   回転自在に軸支された出力軸と、 該ハウジングに取り付けられて該出力軸の停留時に該出
   力軸の外周部を側方から拘束するクランプ装置と、 を備えたことを特徴とする間欠割だし装置。
2. 【請求項２】 工作機械の基台上に前後及び左右方向に
   水平移動自在に設けられたハウジングと、 該ハウジングに回転自在に軸支された入力軸と、 該入力軸に一体的に取付けられたグロボイダルカムと、 該グロボイダルカムのテーパリブに係合されるカムフォ
   ロワーと、 該カムフォロワーが所定の間隔をあけて放射状に複数設
   けられたターレットと、 該ターレットが一体的に取付けられて前記ハウジングに
   回転自在に軸支された出力軸と、 該ハウジングに取り付けられて該出力軸の停留時に該出
   力軸の外周部を側方から拘束するクランプ装置と、 該出力軸の軸端に取付けられた回転盤と、 該回転盤の周縁部に保持された複数の刃物と、 を備えたことを特徴とする工作機械の刃物割だし盤。